关于狭小场地内桥梁吊装方案的探讨

张小斌

（中铁六局太原铁路建设有限公司，山西 太原 030013）

1 工程概况

1.1 工作内容

芦子沟煤矿发运站铁路专用线万吨改造工程K2+690 m 1~20 m上跨桥，是为平改立工程而设计的一座简支上跨公路直线桥，与专用线正交。桥孔布置为1孔20 m预应力空心板梁，桥下净空为8 m，桥面总宽为7 m双车道，布置6片预应力空心板梁，梁高1.0 m，宽1.13 m。空心板梁混凝土强度等级为C50混凝土，边梁重量为 25.1 t，2 片；中梁重量为 24.5 t，4 片。

1.2 场地情况

此桥为芦子沟铁路专用线与清凉山公路立交而设，位于同煤水泥厂西侧山坡林场梯田上。为减少临时占地面积，预制空心板梁场地选在新建铁路专用线路堑征地范围内，距同煤水泥厂围墙12.3 m，与桥台间被7 m宽的公路便道隔开。

2 方案选定

此工程因征地范围内施工场地有限，预制梁数量少，受到架梁成本的控制以及怀仁县吊车资源的限制，如采用外调机械施工，进出场费加施工台班费成本较高，所以利用在新建铁路专用线附近同煤水泥厂内施工的吊车资源，结合现场情况、经济指标进行了比选，即选用1台130 t吊车和1台50 t吊车。利用这两台吊车起吊、抬运、架设板梁施工，只需在公路便道平整一块存梁场地，填筑桥台台背，就可以满足施工的要求。吊车架梁需要通过准确的计算和合理组织才能完成，抬运、架设6片空心板梁。

3 施工准备

3.1 存梁场地（便道）平整、桥台背填筑

存梁场地为基坑边顺桥方向宽度为3.5 m，长度为22 m，表面铺土平整、碾压。在场地上安放木枕作支点，间距为18.2 m，以梁端向内90 cm安置。

桥台台背填筑采用砂夹石填筑，分层碾压，分层厚度为30 cm，每层碾压遍数为5～6遍。填筑层压实标准比照《铁路路基工程施工质量验收标准》进行验收，见表1。

3.2 架梁中线复核

架梁前复核空心板梁纵向预埋钢筋是否超限，每片梁的钢筋设计净距为10 mm；每片空心板梁的长度、宽度要进行测量和记录，在架设时根据梁体进行调整，保证梁缝宽度6 cm。

表1 桥台背路堤填筑层压实标准

复核桥台的跨度、支座中心线位置、标高以及顶帽防震落梁的净距尺寸。

3.3 支座安装

本桥支座为圆形橡胶支座，桥台顶帽不设垫梁石与预留孔，支座安放于顶帽上，支座底部按设计要求满铺干硬性砂浆2 cm找平，每片空心板梁共有4个支座，在架设梁前测量支座顶标高，保证支座标高误差在规范以内，支座要逐梁安装。

3.4 道路防护

临时封锁道路前防护人员的安排与就位，防护材料的配备即1.5 m长脚手架管27根，4 m长脚手架管24根，防护网45 m2。

3.5 吊车布置

吊车就位地点、存梁场地内支撑木枕的放样，吊车及配重车辆的行驶路线安排。

4 架梁机械设备的选用

预制空心板梁场地选在新建铁路专用线路征地范围内，位于同煤水泥厂围墙外12.3 m处，与桥台间被7 m宽公路便道隔开。根据1#梁距桥基坑边为8.5 m，距桥台就位点为18.5 m；6#梁距桥台就位点为20.5 m的情况，采用两吊车抬运梁体至基坑边，梁体二次起吊就位的施工方案。

4.1 架梁吊车的选用

根据现场场地及采用2台吊车抬运、架设空心板梁的安排，按边梁自重Gmax=25.1 t计算，单端重量G1=12.5 t。查吊车起重性能表LT1130型130 t吊车臂长31 m时起重荷载为14.5 t，作业半径R=14 m；TG-500E型50 t吊车臂长24.8 m时起重荷载为12.6 t，作业半径R=9 m，按此情况布置吊车就位地点、存梁场地的位置，详见图2、3、4。在将存梁场地由正对桥台梁缝调整为向0#桥台平移2m后，50t吊车在抬运1#、2#、3#板梁时，最大作业半径为7.8m，130 t吊车最大作业半径为8.3 m；在抬运4#、5#、6#板梁时，50 t吊车最大作业半径为8.8 m，130 t吊车最大作业半径为13 m；在架设板梁时，50 t吊车最大作业半径为8.6 m，130 t吊车最大作业半径为13.3 m，均满足两吊车起重荷载。

4.2 吊索钢丝绳的选用

4.2.1 钢丝绳选用

吊索钢丝绳拟选用6×19钢丝绳，公称抗拉强度为1700kN/mm2；空心板梁自重Gmax=25.1 t，依据《建筑施工手册》(第四版)钢丝绳破断力计算公式（14-2）：[Fg]=α·Fg/K，对其进行检算。

式中：[Fg]：钢丝绳的容许拉力，kN；

Fg：钢丝绳的钢丝破断拉力总和，kN；

α：考虑钢丝绳之间不均匀荷载系数；K：钢丝绳使用安全系数。

以上数据查表后得出：系数α查表2取0.85，安全系数K查表3取6，带入公式计算单根钢丝绳的破断断拉力总和Fg得：

依据《6×19钢丝绳的主要数据》（P801），选用钢丝绳直径为31 mm，钢丝绳破断拉力总和Fg=435 kN≤[Fg]=608.5 kN，满足要求。

4.2.2 吊索长度选定

假定4根2m等长的吊索钢丝绳吊梁，梁体吊环间距为0.9m，计算得出β=13°

依据《建筑施工手册》(第四版)吊索钢丝绳计算公式：F=G/4cosβ（P804）。

式中：F：根吊索的拉力，kN；

G：构件重力；

β：吊索与垂直线的夹角。

考虑钢丝绳之间不均匀荷载系数，钢丝绳使用安全系数，查表后得出：系数α查表2取0.85，安全系数K查表3取7，代入公式计算单根钢丝绳的破断断拉力总和Fg得：

表2 钢丝绳破断拉力换算系数

表3 钢丝绳的安全系数

依据《6×19钢丝绳的主要数据》（P801），选用钢丝绳直径为31 mm，钢丝绳破断拉力总和Fg=520.8 kN＜[Fg]=608.5 kN，满足要求。钢丝绳制作成吊索选用全新的2 m长8根。

4.3 卡环的选用

G/4=25.1×9.8/4=61.62 kN

依据《常用卡环规格》（GB559）（P804），选用卡环型号为 7.5，使用负荷为73.5 kN＞61.62 kN，满足要求。卡环选用型号7.5，8套。

4.4 吊点位置的计算

吊点位置根据设计公式计算:

Y=X/cosα

式中：Y：吊点至梁端的距离，cm；

X：跨径小于30 m，一般取值90 cm；

α：梁斜交角度，°；

本桥孔径为20 m＜30 m，X取90 cm。

空心板梁在浇筑混凝土施工时，已按距梁端距离为90 cm在空心板梁腹板上预埋U形状，直径28 mm圆钢作吊环满足要求。

5 空心板梁架设

本桥架梁分为抬运和架设两个步骤，共需完成6片空心板梁的抬运与架设。

根据现场的场地布置和移梁、架梁的吊装半径等综合分析，采用50 t吊车和130 t吊车起吊、抬运、架设施工。结合机械设备自身特点，50 t吊车吊装半径小和机动灵活，在移梁和架梁两项工作中50 t吊车机动施工，130 t吊车定点吊装作业。为了减小移梁运距，简化移梁程序，消除汽车运梁作业，在梁体预制前期需要充分考虑边、中梁的预制位置。全桥的架梁顺序为自1#梁开始依次架设直至6#梁，见图1。

图1 吊车架梁施工流程图

5.1 移梁施工

见图 2、图3。

吊车全部按地面所作转盘中心、支腿位置的标示为准进行就位。配重车驶入指定场地，由50 t吊车为130 t吊车进行配重安装，整个过程用时为35 min。

130t吊车将臂杆伸长至31m，50t吊车将臂杆伸长至24.8m，并将挂钩垂于2#空心板梁吊环顶上1 m，吊索套入挂钩后起吊。在起吊梁体至1.5 m左右停止，人工清除未脱落的底模。清除完成后，将梁体抬运至存梁场地内平置。在2#空心板梁就位的同时，安装3#空心板梁吊索；在2#空心板梁就位后，由施工人员将吊索、卡环运送至制梁场地，用于吊梁使用。重复以上程序，完成3#空心板梁平置，1#空心板梁置于2#空心板梁顶的施工。两吊车此过程用时为30 min。

由于50 t吊车起吊作业无法满足9 m范围以外吊装12.6 t的情况，调整吊车位置至指定点，50 t吊车最大作业半径8.8 m，130 t吊车最大作业半径13 m，并按2#、3#、1#梁施工步骤依次将6#、4#、5#抬运至存梁场地内，6#空心板梁平置，4#、5#空心板梁分别置于3#、6#空心板梁顶。两吊车此过程用时为50 min。

图2 芦子沟铁路专用线工程K2+690 m 1~20 m上跨桥架梁布置图

图3 芦子沟铁路专用线工程K2+690 m 1~20 m上跨桥架梁布置图

5.2 架梁施工

见图4。

在存梁场三侧安装好防护网，隔开公路便道后解除便道封锁，与此同时，50 t吊车、130 t吊车分别在0#、1#桥台台背就位，此时50 t吊车起吊作业半径最大为8.5 m，落梁作业半径最大为8.6 m；130t吊车起吊作业半径最大为13.3m，落梁作业半径最大为11m，均满足起重机械性能。

吊车将空心板梁提升至高于桥台顶后，2台吊车同时转臂至支座上方。空心板梁就位时，负责对位的技术人员配合起重工调整空心板梁位置，统一落梁就位。在就位后立即检查支座有无出现三脚支撑现象，若有此类情况，立即重新起吊调整。按照此程序依次架设 1#、2#、4#、3#、5#、6# 空心板梁。

6 施工过程中的注意事项

（1）施工前详细分解每一步施工程序，并安排相关负责人及配合人员，明确责任和工作划分，做到人人心中有数、施工管理人员熟知施工方案的原则。

（2）安全防护人员到位，保证施工人员及设备安全。

（3）吊车就位时，转盘中心的位置必须严格按照计划进行就位，以保证吊装半径在安全范围内。

（4）空心板梁就位时，不仅要核对梁体中心线，还要注意边梁外缘的平顺以及相接空心板梁顶板水平。

（5）空心板梁就位后在撤除吊索钢丝绳时，下方不得有任何人员，以免发生意外事件。

7 结束语

本工程通过吊装方案的探讨，合理的安排组织，顺利完成了架梁施工任务。在K2+690 m1~20 m上跨桥利用附近施工吊车在狭小场地内架梁实例的分析，我们总结了吊车架梁的施工工艺、细化了施工方案。本工程的成功为今后类似吊车架梁技术提供了可借鉴参考的价值。